Identificato importante recettore di odori nelle antenne di mosche e zanzare

Dei biologi dell’Università della California hanno effettuato una serie di studi sul meccanismo di percezione degli odori esistente nei moscerini della Drosophila (Ditteri Brachiceri della famiglia Drosophilidae). I risultati inizialmente contraddittori sono stati successivamente compresi attraverso un meccanismo di inibizione dei recettori, posti sulle antenne dell’insetto, da parte della sostanza che li recepisce e che quindi ne modula il funzionamento.

Questo meccanismo è stato utilizzato per spiegare il funzionamento dei recettori degli odori anche nei moscerini, che parassitizzano le colture agricole e nelle zanzare (Ditteri Nematoceri delle famiglie dei Culicidi, Anofelini, ecc.).

Esclusa inizialmente una più estesa e nota famiglia di recettori (si tratta di molecole proteiche), l’attenzione dei ricercatori dell’Università di Riverside (California) si è focalizzata su un unica molecola, composta dalle due sub-unità Gr21a e Gr63a. Era infatti stato evidenziato che quanto tale recettore è in forma inattiva risulta inattiva nell’insetto la percezione delle poliammine, molecole volatili responsabili dell’odore, emesse da varie fonti, tra cui la frutta in maturazione.
L’attivazione di un recettore olfattivo negli insetti si può paragonare all’inserimento di una chiave (la molecola odorifera) in una specifica serratura, a cui segue la trasmissione della percezione dell’odore al cervello dell’insetto, attraverso un complesso circuito collegato.

Nello studio qui segnalato è stato dimostrato che il sopra-indicato recettore controlla la percezione delle poliammine nella Drosofila (usata negli esperimenti), nei moscerini parassiti della frutta e nelle zanzare. Pertanto i ricercatori che han preso parte a questa ricerca son convinti che la completa comprensione di questi meccanismi aprirà la porta a una molteplicità di utili applicazioni pratiche, tra le quali vi è, ad esempio, quella di poter nascondere alle zanzare vettrici di agenti patogeni, la presenza di persone da pungere, che esse percepiscono principalmente attraverso il loro potente olfatto.

La comprensione del meccanismo di funzionamento del recettore oggetto di questo studio non è stata semplice poiché, secondo quanto riferisce Anandasankar Ray, direttore dell'equipe di ricercatori, nella Drosophila ne esistono più di 100. Inoltre era stato inizialmente provato che l’attivazione del recettore annullava, in tale insetto, la percezione delle poliammine; pertanto il detto recettore non sembrava collegato all’identificazione dell’emissione di poliammine nell’ambiente. Al contrario è stato invece successivamente mostrato che all’aumentare della concentrazione delle poliammine nell’ambiente, esso era gradualmente disattivato e pertanto i moscerini si recano sui quei frutti in cui la concentrazione di poliammine è così elevata da determinare la disattivazione del recettore: ne risulta quindi azzerato l’effetto repulsivo verso di esse e ciò permette ai moscerini di identificare i frutti più maturi, attraverso la maggiore presenza di tali composti volatili.

Anandasankar Ray è professore associato di biologia molecolare, cellulare e sistemica all’Università di Riverside. La ricerca della sua equipe è stata recentemente pubblicata sul giornale online ‘Neuron’. Come egli riferisce:‘L’ identificazione di questo recettore ci confondeva inizialmente poiché, in studi precedenti, la sua attivazione aveva causato un’avversione nelle mosche, anziché un’attrazione. Ma con sorpresa, i nostri esperimenti hanno mostrato che l’attrazione alle poliammine si verifica davvero, poiché esse agiscono come inibitrici del recettore’.

Lo stesso recettore studiato nei moscerini è attivo anche nelle zanzare, ma funziona in maniera opposta, infatti esso abilita l’effetto attrattivo della sostanza odorifera solo quando è attivo.
In questo caso la sostanza odorifera testata è sempre una poliammina, denominata spermidina, e i ricercatori hanno scoperto che essa maschera l’attrazione delle zanzare verso l’odore umano, schermandolo e rendendolo quindi ad esse impercettibile; ma ciò non vale su tutto il corpo umano, infatti il braccio viene ugualmente raggiunto dalle zanzare, che ne percepiscono il calore irradiato nell’ambiente.

Come riferisce Ray:‘Il braccio umano attrae molto più le zanzare del solo odore della pelle. Uno dei più forti attrattivi è la temperatura corporea. Abbiamo riconosciuto tramite i nostri esperimenti che, mentre la spermidina può da sola rendere l’odore della pelle meno attrattivo, non è efficace come agente mascherante del comportamento della zanzara verso gli obiettivi umani. Forse servirebbero sostanze aggiuntive che possano bloccare il meccanismo che identifica il calore umano, o l’umidità. Nonostante ciò questo è un valido passo avanti verso tale miscuglio’.

Il gruppo di ricerca del Professor Ray sta studiando anche le zanzare che trasmetto le principali malattie da vettore: Le Anopheles (malaria), la Aedes aegypti (febbre gialla, dengue e zika) e la Culex, che trasmette il virus della West-Nilus Fever. E’ evidente, viene segnalato, che per prevenire queste malattie, sarebbe comunque più salubre utilizzare un miscuglio di sostanze naturali, piuttosto che cospargere la pelle di repellenti chimici artificiali, come il molto usato ‘DEET’.

Il gruppo di Ray ritiene di aver fatto qualche progresso anche nella comprensione del complesso meccanismo alla base dell’identificazione ed elaborazione della percezione di un odore all’interno di un miscuglio più ampio di sostanze. Ad esempio i ricercatori avevano scoperto che un odore che bloccava il recettore per l’anidride carbonica (il sopra indicato Gr21a/Gr63a) comportandosi quindi da repellente, diveniva invece attrattivo all’aumentare dell’anidride carbonica nell’ambiente. Ciò mostra secondo il Prof. Ray che a volte le sostanze captate dai recettori non hanno un semplice effetto additivo l’una sull’altra, ma possono anche dare luogo ad una sottrazione tra le due diverse abilità attrattive, o repulsive. Questi concetti potranno in futuro avere utilità, secondo il gruppo del prof. Ray, anche nello studio della ricezione sensoriale umana.

L’obbiettivo finale di questo gruppo di scienziati, che sta tuttora lavorando ad approfondire le ultime ricerche, è l’identificazione di composti naturali che possano tornare utili nella creazione di prodotti commerciali adatti a rendere gli esseri umani ‘impercettibili’ dalle zanzare. Le loro ricerche avranno anche applicazione in agricoltura, nella lotta ai ditteri brachiceri parassiti delle colture, come ad esempio i moscerini della frutta.

Fonte/i: University of California - Riverside, 8 febbraio 2018

Autore dell'articolo: , 28 febbraio 2018

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